如图，长为S=1.0m，宽为L=0.5m的光滑金属框架NMPQ固定于水平面内，并处在磁感应强度大小B=0.4T，方向竖直向下的匀强磁场中，框架的电阻非均匀分布．将质量m=0.1kg，电阻可打印页面

如图，长为S=1.0m，宽为L=0.5m的光滑金属框架NMPQ固定于水平面内，并处在磁感应强度大小B=0.4T，方向竖直向下的匀强磁场中，框架的电阻非均匀分布．将质量m=0.1kg，电阻可

网友投稿 2022-12-16 00:00:00 互联网

◎ 题目

如图，长为S=1.0m，宽为L=0.5m的光滑金属框架NMPQ固定于水平面内，并处在磁感应强度大小B=0.4T，方向竖直向下的匀强磁场中，框架的电阻非均匀分布．将质量m=0.1kg，电阻可忽略的金属棒ab放置在框架上，并与框架接触良好．以P为坐标原点，PQ方向为x轴正方向建立坐标．金属棒从坐标原点处以v₀=2m/s的初速度，沿x轴正方向做加速度大小为a=2m/s²的匀减速直线运动，运动中金属棒仅受安培力作用．要求：
（1）金属棒ab运动0.5m，框架产生的焦耳热Q；
（2）框架中aMPb部分的电阻R随金属棒ab的位置x变化的函数关系；
（3）金属棒ab沿x轴正方向运动0.5s过程中通过ab的电量q．

◎ 答案

（1）通过受力分析得：
金属棒仅受安培力作用，其大小F=ma=0.2N，
金属棒运动0.5m，因为安培力做功量度外界的能量转化成电能
所以框架中产生的焦耳热等于克服安培力做的功，
所以Q=Fs=0.1J．
（2）金属棒所受安培力为F=BIL，
感应电流I=

BLv

，
F=

B2L2v

=ma，
由于棒做匀减速运动，根据运动学公式得：v=

-2ax

，
所以R=0.4

1-x

（Ω），
（3）框架的电阻是非均匀分布的．q=It，
因为安培力F=BIL=ma，
q=

mat

=0.5C．
答：（1）金属棒ab运动0.5m，框架产生的焦耳热Q是0.1J；
（2）框架中aNPb部分的电阻R随金属棒ab的位置x变化的函数关系是R=0.4

1-x

（Ω）；
（3）0.5s过程中通过ab的电量q是0.5C．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

专家分析，试题“如图，长为S=1.0m，宽为L=0.5m的光滑金属框架NMPQ固定于水平面内，并处在磁感应强度大小B=0.4T，方向竖直向下的匀强磁场中，框架的电阻非均匀分布．将质量m=0.1kg，电阻可…”主要考查了你对【电流】，【路端电压】，【闭合电路欧姆定律】，【法拉第电磁感应定律】等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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